JP2000065481A - 回転式溶解炉及び金属の溶解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉内状況を確実かつ安全に監視することがで
き、効率よく金属の溶解操作を行うことができる回転式
溶解炉及びこの回転式溶解炉を使用した金属の溶解方法
を提供する。 【解決手段】 回転式溶解炉の炉蓋７や排気ダクト８に
設けた貫通口１０に、炉内状況を監視するための光学的
センサー、例えば監視カメラ１１を設置してモニター１
３で観察する。モニター１３には色見本表示１５を行
い、溶解物の色と比較して温度を判定する。監視カメラ
１１等により得た炉内状況に応じて酸素バーナー６の燃
焼条件を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転式溶解炉及び
金属の溶解方法に関し、詳しくは、水平軸を中心として
回転する回転式溶解炉の炉内温度や成分の計測等を容易
に行うことができる構造を備えた回転式溶解炉及びこの
回転式溶解炉を使用した金属の溶解方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】鉄，銅，アルミニウムのスクラップや地
金等を溶解する溶解炉として、両端に開口部を有する円
筒体の炉体の中心軸を回転中心とし、これを水平方向に
して回転させる回転式溶解炉が知られている。この回転
式溶解炉は、一般に、前記開口部の一方をバーナー口、
他方を排気口としており、バーナー口にはバーナーを装
着した炉蓋が、排気口には排気ダクトがそれぞれ炉体の
回転とは、切り離された状態で設けれている。このよう
な回転式溶解炉において、特に、燃焼効率が高く、窒素
酸化物の発生の少ない酸素バーナーを使用した回転式溶
解炉は、金属の溶解効率も高いという利点を有してい
る。

【０００３】このような回転式溶解炉では、炉体自体が
回転しているため、炉体に監視窓を設けることができ
ず、また、温度センサー等の各種計測機器を設置するこ
とも困難であった。このため、特開平７−２９４１４７
号公報に記載されているように、炉蓋や排気ダクトに、
耐熱透明板で封止した貫通口を設け、該貫通口を介して
目視により炉内状況を観察することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような貫通口を
使用して目視で炉内を観察することは、炉内からの高強
度の紫外線，赤外線，可視光線を被爆することになる。
炉内からの光線が強い場合には、通常、遮光作用のある
眼鏡等を使用するようにしているが、このような眼鏡を
使用しても、長時間の監視を行った場合は、肉眼の健康
上問題がないとはいえない。

【０００５】しかし、炉内の溶解物の状況や炉壁の耐火
材の破損等を確実に監視するためには、頻繁に炉内の監
視を行う必要がある。さらに、炉体の近傍は、高温にな
るため、このような環境下で人間が作業を行うことは、
安全上も健康上も好ましいものではない。

【０００６】また、回転式溶解炉では、貫通口を設ける
位置が、溶解物及び耐火材から離れた炉蓋部分や排気ダ
クト部分に限られてしまうため、炉内の監視は、高温の
白熱した面を遠方から行うことになり、炉内の状況を正
確に把握することが困難であった。

【０００７】そこで本発明は、炉内状況を確実かつ安全
に監視することができ、効率よく金属の溶解操作を行う
ことができる回転式溶解炉及びこの回転式溶解炉を使用
した金属の溶解方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の回転式溶解炉は、両端に開口部を有する円
筒状の炉体の中心軸を水平方向として回転可能に設ける
とともに、一方の開口部に酸素バーナーを装着した炉蓋
を、他方の開口部に排気ダクトをそれぞれ設けた回転式
溶解炉において、前記炉蓋あるいは排気ダクトに貫通口
を設け、該貫通口の外端に、炉内状況を監視するための
光学的センサーを設置したことを特徴とし、特に、前記
光学的センサーが、監視カメラであることを特徴とし、
さらに、該監視カメラにより撮影した炉内状況を表示す
る表示手段に、溶解物の温度を判定する溶解物温度判定
手段を設けたことを特徴としている。

【０００９】また、本発明の金属の溶解方法は、上記回
転式溶解炉を使用して金属を溶解する方法であって、前
記光学的センサーにより得た炉内状況に応じて前記酸素
バーナーの燃焼条件を変更することを特徴としている。

【００１０】さらに、前記溶解物温度判定手段として、
前記表示手段に、所定温度の溶解物の色調を模した色見
本を配置し、該色見本との比較によって溶解物の温度を
判定すること、あるいは、表示手段に表示する炉内状況
の画像に対して画像解析処理を行うことにより溶解物の
温度を判定することを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の回転式溶解炉の
一形態例を示す一部断面正面図である。この回転式溶解
炉は、耐火材１を内張りした円筒体からなる炉体２を、
回転軸となる円筒体中心軸を水平方向として回転可能に
設置し、モーター等によって所定の回転速度で回転する
ように形成されている。また、炉体２の一方には、中心
部のバーナー口３となる開口部と、外周部の２個の出湯
口４とがそれぞれ設けられ、他方には、排気口５となる
開口部が設けられている。通常の運転中、前記バーナー
口３は、酸素バーナー６を保持した炉蓋７により覆わ
れ、排気口５は、排気ダクト８に覆われた状態になり、
出湯口４には耐火材９が詰込まれる。

【００１２】なお、回転式溶解炉には、炉体２を回転可
能に支持するローラー等の支持手段や前記モーター等の
駆動手段の他、金属原料の装入時や出湯時に炉体２を傾
斜させる手段が設けられており、また、炉蓋７には、回
転する炉体２のバーナー口３に炉蓋７を押し付けるため
の支持手段が、排気ダクト８には、炉体傾斜時等に排気
ダクト８を移動させるための移動手段が、さらに、金属
原料を炉内に装入するための金属原料装入手段等の各種
付帯設備が設けられているが、これらは通常の回転式溶
解炉と同様に形成することができるので、その詳細な説
明及び図示を省略する。

【００１３】このように形成されている回転式溶解炉に
おいて、本形態例では、排気ダクト８の側壁で、炉体中
心軸線上に貫通口１０を形成し、該貫通口１０の外端に
監視カメラ（ビデオカメラ）１１を設置するとともに、
信号線１２を介してモニター１３を接続している。この
モニター１３は、監視カメラ１１で撮影した炉内状況表
示１４とともに、所定温度における溶解物の色調を模し
た色見本表示１５が行えるように設定されている。

【００１４】上述のように、監視カメラ１１で撮影した
炉内の映像をモニター１３に表示させて炉内状況を監視
することにより、操作員が強い光線や高温にさらされる
ことなく、炉内の溶解物の状況及び耐火材１の破損状況
等を随時監視することができる。さらに、モニター１３
を運転装置の近傍に設置することにより、酸素バーナー
６の燃焼条件（燃料供給量，酸素供給量）の変更や、耐
火材１の溶損等の事故に対する運転停止（酸素バーナー
６の燃焼停止）等の対処を直ちに行うことができる。

【００１５】また、モニター１３の表示画面内に、溶解
物温度判定手段として前記色見本表示１５を表示させて
おくことにより、モニター１３に表示された炉内の溶解
物の色と色見本表示１５とを比較して溶解物の温度を的
確に判定することができる。特に、同一画面内で両者を
隣接して表示させた場合は、色調の判別をより確実に行
うことができる。例えば、溶解目標温度に対応する色見
本を表示しておけば、両表示１４，１５を見比べること
により、溶解物が目標温度に達しているかどうかを容易
に知ることができるので、温度が低い場合は、酸素バー
ナー６への燃料等の供給量を増加させることにより、溶
解物を所定温度まで確実に昇温させることができる。ま
た、溶解操作の終了も簡単に知ることができる。

【００１６】さらに、監視カメラ１１やモニター１３
に、光学的あるいは電子的な拡大表示機構を設けておく
ことにより、炉内各部の状況を拡大して表示することが
でき、遠方や細部の状況も容易に観察することができ
る。

【００１７】なお、貫通口１０は、炉蓋７に設けること
もできるが、この場合は、酸素バーナー６の燃焼火炎が
炉内観察に悪影響を及ぼすおそれがある。また、溶解物
の温度を測定すればよいときには、監視カメラ１１に代
えて、光度計，赤外線温度計，紫外線強度測定器等の各
種光学的センサーを設置することができ、これらを交換
可能に形成してもよく、貫通口１０を複数設置したり、
形状を長円形等とすることにより、複数を同時に設置す
ることも可能である。

【００１８】また、前記色見本は、モニター１３の表示
画面内に表示させる必要はなく、紙等に印刷したものを
モニター１３の近傍に配置しておいてもよい。さらに、
溶解物温度判定手段としては、前記色見本だけでなく、
画像解析処理装置を用いることもできる。たとえば、表
示手段であるモニター１３に表示する炉内状況の画像、
すなわち、監視カメラ１１で撮影した画像に対して画像
解析処理を行い、色相や明度等によって温度を自動的に
判定させることもできる。

【００１９】したがって、酸素バーナー６の燃焼条件の
変更は、色見本との比較によって手動で行ってもよい
が、画像解析処理装置からの温度信号によって自動的に
行うこともできる。さらに、溶解物の種類や量，溶解時
間，最終目標温度等のファクターを加えて演算処理する
ことにより、酸素バーナー６を自動的に最適な燃焼状態
にすることができる。

【００２０】

【実施例】全長４０００ｍｍ，内径１２００ｍｍの炉体
を有する回転式溶解炉を使用して鋳鉄を製造する実験を
行った。すなわち、鉄原料２．５トンを炉内に投入して
酸素バーナーの火炎により溶解し、溶湯温度を１５３０
℃まで昇温した後に出湯した。

【００２１】実施例 図１に示すように、排気ダクトに設けた貫通口に監視カ
メラを設置し、監視カメラで撮影した炉内状況を、運転
装置が設けられている操作室内に設置したモニターで監
視した。その結果、溶解物の溶解状況が容易に確認で
き、耐火材の溶損も確実に観察することができた。ま
た、モニターに、任意の位置を拡大表示することができ
る機構を設けたところ、炉蓋側の溶解物の状況も確実に
観察することができた。さらに、色見本表示を行って炉
内状況表示との比較により溶解物の温度を判定したとこ
ろ、実測値との差は±１０％以内であった。

【００２２】比較例 実施例と同じ回転式溶解炉を使用して同様に鋳鉄の製造
を行い、炉内の観察を、監視カメラを取外して耐熱透明
板を装着した貫通口から行った。その結果、貫通口から
最も近い溶解物まででも２５００ｍｍもあるため、炉蓋
側は勿論、炉中央部の状況の把握も十分には行えなかっ
た。また、貫通口の周辺のダクト外壁の温度が１００℃
以上になることがあるため、炉内観察の時間は、数分が
限度であった。さらに、目視による溶解物の色調から溶
解物の温度を判定したが、実測温度に対して±２０％程
度の誤差が発生した。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転式溶
解炉によれば、炉内状況を確実かつ安全に監視すること
ができ、効率よく金属の溶解操作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の回転式溶解炉の一形態例を示す一部
断面正面図である。

【符号の説明】

１…耐火材、２…炉体、３…バーナー口、５…排気口、
６…酸素バーナー、７…炉蓋、８…排気ダクト、１０…
貫通口、１１…監視カメラ、１３…モニター、１４…炉
内状況表示、１５…色見本表示

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古口 容士 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 Ｆターム(参考） 4K056 AA05 BA02 BA06 BB01 CA01 DC03 FA12 FA24 4K061 AA09 BA02 DA01 GA02 GA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に開口部を有する円筒状の炉体の中
   心軸を水平方向として回転可能に設けるとともに、一方
   の開口部に酸素バーナーを装着した炉蓋を、他方の開口
   部に排気ダクトをそれぞれ設けた回転式溶解炉におい
   て、前記炉蓋あるいは排気ダクトに貫通口を設け、該貫
   通口の外端に、炉内状況を監視するための光学的センサ
   ーを設置したことを特徴とする回転式溶解炉。
2. 【請求項２】 前記光学的センサーが、監視カメラであ
   ることを特徴とする請求項１記載の回転式溶解炉。
3. 【請求項３】 前記監視カメラにより撮影した炉内状況
   を表示する表示手段に、溶解物の温度を判定する溶解物
   温度判定手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の
   回転式溶解炉。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３記載の回転式溶解炉
   を使用して金属を溶解する方法であって、前記光学的セ
   ンサーにより得た炉内状況に応じて前記酸素バーナーの
   燃焼条件を変更することを特徴とする金属の溶解方法。